1、1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mE=500kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、电动机Q、定滑轮K及动滑轮M构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ=12kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为m0。可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品。在一次打捞一批实心金属材料过程中,金属材料浸没在水中匀速竖直上升,此时电动机Q牵引绳子的功率为P1,绳子H端的拉力为F1,金属材料上升速度大小为v1,地面对配重E的支持力为N1,滑轮组的机械效率为1;在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中,绳子H端的拉力为F2,地面对配重E的支持力为N2,滑轮组的机械效率为2。已知F1=200N,v
2、1=0.2m/s,2=95%,N1:N2=6:1,绳和杠杆的质量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计,g取10N/kg。求:(1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P1;(2)动滑轮M的质量m0;(3)被打捞金属材料的密度金。2如图22甲,轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端,使用过程中杠杆始终在水平位置平衡。已知AO:OB=2:5。当圆柱形物体M浸没在水面以下匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F1,配重N对地面的压强为P1,滑轮组的机械效率为1;当物体M的上表面露出水面20
3、cm时,作用在绳子自由端的拉力为F2,配重N地面的压强为P2,滑轮组的机械效率为2;当物体M全部露出水面后匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F3,配重N对地面的压强为P3,滑轮组的机械效率为3;已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比为9:2,配重N的质量为64.8kg,物体M的底面积为600cm2,物体M的质量与体积的关系的图像如图22乙所示,若F1:F25:6,P1:P36:5,(不计水的阻力、绳重和摩擦,g取10N/kg),求:(1)当滑轮组的机械效率为88%时,物体M受到的浮力;(2)出水后如果物体M以0.1m/s的速度匀速上升,小明作用在绳子自由端拉力F3的功率。 图22甲 图22乙3如
4、图19甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,被打捞重物的体积是V0.6m3。若在打捞前起重机对地面的压强p01.9107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.6107Pa,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.8107Pa。假设起重时E沿竖直方向,重物出水前、后E对吊臂的支撑力N1与N2之比为1013,重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图19乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g取10N/kg)求:(1)被打捞物体的重
5、力;(2)重物出水前滑轮组的机械效率;图19AF乙1.210 5W/J2.43.64.8t/s20401030(3)重物出水前匀速上升的速度。配重GM图254. 工人用图25所示装置,打捞深井中的边长为30cm的正方体石料,石料的密度为3103kg/m3。装置的OC、DE、FG三根柱子固定在地面上,AB杆可绕O点转动,AO:OB=1:2,边长为L的正立方体配重M通过绳竖直拉着杆的B端。现用绳子系住石料并挂在滑轮的钩上,工人用力沿竖直方向向下拉绳,使石料以0.2m/s的速度从水中匀速提升。AB杆始终处于水平位置,绳子的质量、轮与轴间的摩擦均不计,g取10N/kg。(1)如果石料在水中匀速上升时滑
6、轮组的机械效率是1,石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是2,且1:2=83:84,求石料在水中匀速上升过程中,工人拉绳的功率多大?(2)若石料在水中匀速上升时,配重对地面的压强为6500帕,石料完全离开水面后,配重对地面的压强为4812.5帕;求配重M的密度。(7分)5. 质量为60kg的小明站在水平地面上,利用如图21甲所示装置提升物体A。物体A的质量mA为74kg,底面积SA为210-2m2。当小明施加竖直向下的拉力为F1时,物体A未被拉动,此时物体A对地面的压强p为5103Pa,小明对地面的压强为p1;当小明施加竖直向下的拉力为F2时,物体A恰好匀速上升,拉力F2做的功随时间变化的图象如
7、图21乙所示。小明对地面的压强为p2,且p1:p2=16: 15。已知B、C、D、E四个滑轮的质量相同,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。(1)当小明施加竖直向下的拉力F1时,物体A对地面的压力FN; (2)每个滑轮所受的重力G0;图21 甲图21乙45090013501800图21 乙(3)小明施加竖直向下的拉力F2时,物体上升的速度。6.如图21所示,一根长10m粗细不均匀的金属路灯杆,放在水平地面上。工人竖直向下用力F1拉甲滑轮组的绳端,使路灯杆的A端恰好离开地面时,人对地面的压力为N1,匀速略微向上提起路灯杆的过程中,滑轮组的机械效率保持不变为1;当该工人竖直向下用力F2拉乙滑轮组的绳
8、端,使路灯杆的B端恰好离开地面时,人对地面的压力为N2,匀速略微向上提起路灯杆的过程中,滑轮组的机械效率保持不变为2;N1N2 =45,F1F2 =95,12 =109。每个动滑轮重均为50N,滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴间摩擦可以忽略,g = 10N/kg。图21(1)工人重G人。(2)路灯杆重G杆。(3)起重机将路灯杆保持水平状态吊起时,钢缆应系在何处?7、人站在船上打捞沉没在河中的瓷器,船上的装置如图所示。为了打捞重400N的瓷器,把瓷器放入一个合金制的筐内,合金筐重80N,瓷的密度是2.5103/m3,合金的密度是8.0103/m3。不计绳子重和滑轮轴与轮的摩擦时,当人站在船上竖直向下
9、缓慢匀速拉动绳子,拉动水中铁筐时,不计水的阻力,人对船板的压强为P1,滑轮组的机械效率为1;当铁筐离开水面后,保持人脚与船板的接触面积不变,人对船板的压强为P2,滑轮组的机械效率为2。若P1P2 =7760, 12 =3033,求人重和动滑轮重(g取10N/kg)。图148、干簧管(也叫干簧继电器)具有比一般机械开关结构简单、体积小、工作寿命长等优点,如图22为干簧管的结构示意图。 其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个铁质的弹性簧片电板,还灌有一种惰性气体。平时,玻璃管中的两个由特殊材料制成的磁簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场的作用下,管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触,簧片就
10、会吸合在一起,使结点所接的电路连通。外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路也就断开了。因此,作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件。小美同学想用干簧管制作水位自动报警装置,设计了一个装置,其结构简图如图23甲所示,当水面有微小变化,经装置后都会将变化放大,进行报警。在调整过程中,当在绳子自由端施加一竖直向下的力F,使物体A浸没在水中被匀速竖直向上吊起时,滑轮组装置的机械效率为80%,已知物体A的体积为200cm3。小东同学为了使小美设计的装置更稳定,在小美设计的装置基础上,增加了一个杠杆,其设计简图如图23乙所示 (干簧管所在电路此处没有画出),当杠杆水平时,物体A有一半体积露在水
11、面外,绳子自由端悬挂重3N的永磁铁能使装置平衡,磁铁处于干簧管1和干簧管2水位报警器之间,当永磁铁沿竖直方向离平衡位置,到达上或下干簧管时,电路报警器就响起,已知。当水箱内换盛其它某液体x时,要想使杠杆仍能在原液面处处于平衡状态,起到报警作用,小东调节绳子自由端所挂永磁铁的质量,当永磁铁的质量为0.316 Kg时,杠杆水平,装置处于平衡状态。本题中细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。(1)物体A的密度是多少?(2)所盛液体x的密度为多少?图22干簧管1干簧管2永久磁铁图230.1s/m0.20.30.4515排水管渗水井9、如图22甲所示,渗水井的排
12、水管的管口,恰好被一块底面积S为0.2m2,厚度d为0.2m的圆柱形石块A盖严,渗水井中有深度h为0.5m的水不能排放,小明站在地面上准备通过滑轮组将石块取出。当石块刚刚被水平提起,且水未排出时,小明对绳子的拉力为F1,地面对小明的支持力为N1;水被全部排出,当石块匀速上升时,小明对绳子的拉力为F2,地面对小明的支持力为N2,滑轮组的机械效率为80%,小明拉绳的功率为P,石块上升的路程随时间变化的图像如图22乙所示。已知:小明所受重力G为800N,N1N213,g取10N/kg,不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。(1)水未排出时,水对石块顶部的压力F;(2)石块A的密度A;(3)小明拉绳的功率P。10、图23是一个建筑工地提升物体的装置示意图,其中AB是一个以O为支点的杠杆,且AO:OB=3:5,D是一个系在杠杆B端的配重物体,单独放在地面给地面压p0=3.15104Pa强。人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体。有一质量为70kg的工人站在水平地面上,他利用该装置以0.05m/s的速度匀速提升钢材A时,地面给工人支持力为N1,做功与时间变化如图24所示,对地面的压强p1=2.1104Pa;他利用该装置匀速提升钢材B时,地面给工人的支持力为N2,N1: N2=8:3,工人向下的拉力为F2;GAG动=31,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的
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